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Generacin, transforma
uso de la energa elct
UNIDAD 1Generacin de energa elctrica
Programa de Formaci n
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Presentacin Energa - Fuentes de energa
- Clasifcacin de las uentes de energa- Para resumir
Generacin de energa elctrica- Energa primaria- Transormacin- Energa til
Energa elctrica- El tomo- La electricidad- Cuerpo conductor y aislado- La corriente elctrica
Para fnalizar
Reerencias Crditos
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Todas las actividades que el ser humano realiza a diario precisan de un empleo de energa. En sus orgenes, el hombre tomaba toda su energa de los alicazaba, pescaba y recolectaba, la cual multiplicaba en la potencia de sus msculos al utilizar palos, lanzas y cachiporras para prolongar su supervivedomestic animales como el caballo y el buey para sacar provecho de la uerza muscular de stos y trabajar la tierra o transportar grandes cargas. De tagricultura empez a desarrollarse y las ciudades a ormarse, lo que requiri mayores cantidades de energa, por lo cual el ser humano utiliz el calo
ardiendo, la uerza del aire y el agua, y mquinas como la polea y la palanca, para hacer uncionar las raguas y hornos, derretir metales, hacer unciolevantar pesos y alcanzar grandes alturas.
De esta manera, a travs de esta unidad de estudio, le invitamos a explorar los tipos de energa, su generacin y los principios bsicos de la electricidad, pacomprendiendo la importancia de la energa elctrica en la humanidad. Explore los links de su inters, tome notas e investigue de los temas que decuriosidad.
Resultado de aprendizaje: 28050109101-1:Identifcar las uentes generadores de energa elctrica
Conocimientos de concepto:Energa, uente de energa, tomo, corriente elctrica
hidrulica, trmica, nuclear, geotrmica, solar, otovoltaConocimiento de proceso:Identifcar uentes y mecanismos de produccin delctricas.
Criterio de evaluacin:
Identifca las dierentes uentes de energa que seencontrar en el medio ambiente.
Presentacin
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Energa es la capacidad derealizar un trabajo. La energa
no puede ser creada sino slo
transormada (Senner, 1994,
p. 53)
Podramos defnir la energa como la uerza q
cosas. Otra defnicin de la energa sera que e
que tienen los cuerpos o sistemas materiales de
o realizar un trabajo. La palabra energa vienesignifca actividad. La unidad en la que se mide
llama julio (J) (Garca, 2009, p. 172)
La energa es lo que ha desuministrarse o entregarse aun sistema para podertransormarlo (Delage &
Souchon, 1996, p. 60)
Hay energa en el agua del ro,en el movimiento de las olas,en el ir y venir de las mareas.(Buitrago, 2003, p. 9)
Se defne como energa la capacidde los cuerpos o conjuntos de spara desarrollar un determinatrabajo. (Roldn, 2008, p. 2)
Energa
Saba usted qu Jean P. Joule (1818-1889) fue un fsico ingls quien hizonotables investigaciones en el campo de la electricidad, la termodinmica y laenerga?. Joule descubri la relacin entre el magnetismo y el trabajo mecnico,
lo cual lo condujo a la teora de la energa, por cuya razn, la unidad internacionalde energa, trabajo y calor fue bautizada Joule o Julio (J) en su honor.
llama julio (J) (Garca, 2009, p. 172)
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Una uente de energa es aquella capaz de suministrar energa en cualquiera desus ormas, constituyendo las cantidades disponibles los recursos de cada tipoconcreto. El problema undamental estriba en poseer energa utilizable, y la mayoro menor difcultad para obtenerla conduce a las dierentes evaluaciones de losrecursos disponibles.
El Sol es la principal uente de energa de la Tierra y origen directo o indirecto demuchas de las otras. ste, es una gigantesca bomba de hidrgeno, en el que seestn produciendo constantemente reacciones de usin nuclear de tomos
ligeros. El Sol enva a la Tierra una potencia energtica de 170.000 terawatios(billones de vatios), pero la mayor parte de ella es reejada por las capas de laatmsera y despus irradiada hacia el espacio exterior antes de ser absorbida.Solamente 40.000 TW se consumen para la evaporacin del agua terrestre(cubierta vegetal, ocanos, mares, lagos, ros, etc.), 400 TW se utilizan para elmovimiento del aire y las olas, y 40 TW se fjan a las plantas a travs de la
otosntesis. Es decir, el Sol es la uente de energa elica, de la energaalmacenada en la biomasa, tanto viva (plantas, animales) como sil (carbn,petrleo, gas natural), de la energa de las olas, de la debida a las dierencias detemperatura entre las capas superfciales y proundas de los ocanos, y de laenerga hidrulica. (Martnez, 2004, pp. 59-60)
EnergaFuentes de energa
deipoyorlos
deseo
iol d .t
ll
g an,dela
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G i t f i d l
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Energa
Para resumir
Tomado de: http://rodolfodjchanramos.blogspot.com/2009/11/mapa-conceptual-de-fuentes-
ENERGIA
Combustibles fsiles
Alternativas Energa solar
Energa elica
Hidrgeno
FusinNuclear
Energa delmar
BiomasaEnerga
hidrulica
Energageotrmica
Ahorro Energtico
Fuentes de energaalternativa
Hogar IndustriaTransporte
Escasez Contaminacin
Problemas
Centrales Trmicas
Energa Elctrica
Distribucin Gestin
Investigacin
Generacin
No Renovables Fisin nuclearRenovables
Centros deinvestigacin
Nuevasalternativas
Procesosconvencionales
Calor ElectricidadCombustibles
Se utiliza en
Originan
Se quemanen
Medianteavances
ecnlogicos
Disminuyendols prdidas
Reduciendo elconsumo
Por eso hayque buscar
Generan
Son
Crea
Derivado
Requiere Consume
Empresas e instituciones
La producen, distribuyen,gestionan e investigan
Imprescindible
Para su generacin seemplean
Se dedican a la Para mejorar Se hace en Buscando
Carbn
Petrleo
Gas natural
Fuel
Gasleo
Gasolinas
CO2
Efectoinvernadero
Otros
Se dedican a la
Tomado de: http://rodolfodjchanramos.blogspot.com/2009/11/mapa-conceptual-de-fuentes-
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Generaci n transformaci n y uso de la
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Para que el consumidor consuma la energa y sta le seatil en el desarrollo de sus actividades productivas, lasfuentes de energa o energa primaria, deben
transformarse en energa elctrica, para ello se desarrollael siguiente proceso:
Generacin de energa elctrica
Energa primarianerga primaria Central elctricaentral elctrica Energa energa e
Refineras de Petrleo
Centrales Elctricas
Petrleo
Energa Primaria Transformacin Energa ti
Gas Natural
Carbn
Hidratos de metano
Energa Nuclear
Energa Hidrulica
Energa Trmica
Energa Geotrmica
Energa Solar
Energa Fotovoltaica
Energa Elica
ENERGAEL
CTRICA
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La energa primaria es toda forma de energa disponible en la naturaleza antes de ser convertida o transformada en energa elctrica o secundaria. Se deen cuenta que los combustibles fsiles, tipos de energa primaria, pueden tanto ser convertidos en energa secundaria como utilizados directamente. Dent
diferentes tipos de energa primaria se encuentran:Combustibles fsiles: Haga clic en cada uno de los 4 combustibles para conocer ms al respecto:
Energa Primaria
Carbn
Gas
Natural
Petrleo
Hidratos
de
Metano
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PetrleoMezcla de hidrocarburos (compuestos de hidrgeno y carbono). Su origen data a millones de aos cuando se form partir de materia orgnica en la
continentales y en el fondo del mar, a profundidades entre los 500 y los 4000 metros. Es de color oscuro y menos denso que el agua.
Energa Primaria
REGRDIA
Saba usted qu
ECOPETROL se convirti en la primera compaa de petrleo de Colombia?.
Fundada a mediados del S. XX. Al da de hoy contina siendo una de las empresas ms reconocidas e
importantes de la sociedad colombiana, catapultando al petrleo motor de la economa del pas. Si desea saber
ms de la historia del petrleo en Colombia, sus estadsticas y datos importantes visite los siguientes links:
El petrleo y su mundo:
http://www.ecopetrol.com.co/especiales/elpetroleoysumundo/petroleoencolombia.htm
Almanaque del petrleo en Colombia:
https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:7mMPW5L-juYJ:openoil.net/%3Fwpdmact%3Dprocess%26did
%3DMTUuaG90bGluaw%3D%3D+&hl=es-419&pid=bl&srcid=ADGEESgWf7hmvltBs_hy4gS7oNftM1y4xIpBKh
9RNIGwbbaOUaUwWJn0coEijc76fFhcEFDZgAYYpSko7sR7z91_tUT94hMKXowJ8SZIUPKmoJ7aMHwg8mVe
9HbtkDF1uENChbWkI3rV&sig=AHIEtbSoLorioZaHvEYd3HJG7GY2A_mAqA
DIA
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CarbnRoca sedimentaria que se encuentra en zonas continentales, formado a partir de restos de plantas dulces existentes en otras pocas geolgicas hace mi
aos, las cuales quedaron enterradas, transformndose qumicamente y enriquecindose en carbono.
Energa Primaria
REGRDIA
Saba usted qu
Colombia posee las mayores reservas de Carbn en Latinoamrica y es el quinto exportador de
carbn trmico del mundo?. El carbn colombiano es reconocido mundialmente por tener bajocontenido de cenizas y azufre, as como por su gran cantidad de voltiles y valor calorfico. En la
economa colombiana, el carbn se ha consolidado como el tercer producto en exportacin, despus
del caf y el petrleo, siendo los principales destinos de exportacin, Europa y Estados Unidos. La
produccin nacional ha crecido notablemente en los ltimos 20 aos, gracias a la inversin realizada
por compaas extranjeras como la Drummond y la Exxon. Si desea saber ms de la historia del
carbn en Colombia y otros datos importantes, visite los siguientes links:
La cadena del carbn: http://www.upme.gov.co/Docs/Cadena_carbon.pdf
Carbn en Colombia: http://www.portafolio.co/noticias/carbon-colombia
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Gas NaturalMezcla de hidrgeno, metano, butano y otros gases. Procede de la fermentacin de la materia orgnica acumulada en los sedimentos.
Energa Primaria
REGRDIA
Saba usted qu
Segn el XVI Congreso de la Asociacin Colombiana de Gas Natural NATURGAS celebrado en Marzo
de 2013 en la ciudad de Cartagena, una de las metas del sector energtico colombiano para el ao2013 es llegar a 236 nuevos municipios, consolidar un sector ms competitivo y ratificar al gas natural
como el combustible del siglo XXI?. Si desea saber ms de la historia del gas natural en Colombia y
otros datos importantes, visite los siguientes links:
Gasoductos y campos de gas natural en Colombia:
http://www.ecopetrol.com.co/contenido.aspx?conID=42585&catID=358
Gas Natural en Colombia:
http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S0123-59232003000200006&script=sci_arttext
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Hidratos de MetanoMezcla de dos componentes, el hidrato de gas y el metano. Existen en el talud continental y en las regiones polares.
Energa Primaria
REGRDIA
Saba usted qu
Se calcula que la cantidad de hidratos de metanos duplica las reservas existentes de todos los hidrocarburos
juntos?. De ah que est tomando el nombre de oro blanco, ya que muy probablemente va ser el sustituto del
petrleo y el gas natural cuando estos se agoten. En pases en los cuales hay petrleo como Colombia, no se han
llevado a cabo investigaciones para explotar este combustible, lo que s ha pasado en pases como Estados
Unidos, Canad, Rusia, India y Japn. Si desea saber ms acerca del hidrato de metano, visite los siguientes
links:
Hidratos de metano como fuente de energa y su contribucin en la disminucin de los gases de invernadero:http://vinculando.org/ecologia/hidratos_de_metano_contribucion_disminucion_gases_invernadero.html
Cientficos de Japn logran crear fuego de hielo, el prximo combustible fsil:
http://www.latercera.com/noticia/tendencias/2013/03/659-513728-9-japon-logra-crear-fuego-de-hielo-el-proximo-combustible.shtml
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La Energa hidrulica es la producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura, que despus pasa a las centrales hidroelctricas transformada en energa elctrica.
Energa hidrulica
Saba usted qu. Debido a su situacin privilegiada, desde el punto de vista h
Colombia tiene un gran potencial para desarrollar proyectos de aprovechamienfuente de energa?. Si desea profundizar al respecto visite el siguiente portal con ms actualizadas acerca de este tipo de energa:http://www.hidroenergia.net/ms actualizadas acerca de este tipo de energa:http://www.hidroenergia.net/
, y
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Se le denomina energa trmica a la energa liberada en orma de calor, obtenida de la naturaleza (Energa geotrmica), mediante la combustin combustible sil (petrleo, gas natural o carbn), mediante energa elctrica, ya sea por eecto Joule, rozamiento, un proceso de fsin nuclear o como reotros procesos mecnicos o qumicos.
Energa Trmica:
Saba usted qu. Los paneles solarescontaminan. Si desea profundizar al respsiguiente link:
http://www.ambientesoluciones.com/sitio/productos_m
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Energa que se obtiene al manipular la estructura interna de los tomos. El proceso de fsin nuclear libera una enorme cantidad de calor que se utiliza pahervir el agua. El vapor impulsa una turbina y al hacerla girar, acciona un generador y ste produce la electricidad.
Energa nuclear
Saba usted que. El proceso de fisin nuclear es mel combustible de un reactor nuclear es radioactivo, importante cantidad de radiacin peligrosa, txica paser viviente y conserva su toxicidad por aos. Si deseaal respecto, visite el siguiente link:http://www2.udec.cl/emeritos/documentos/energiaatom
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La energa geotrmica es aquella energa que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.
Energa Geotrmica
Saba usted que. Debido a que Colombia cuenta con una pgeogrfica privilegiada y un marco geolgico favorable, ubicacin en el Cinturn de Fuego del Pacfico, zona dotemperatura natural del subsuelo, cerca a la superficie, es altaa la actividad volcnica presente, el pas se hace un exdepositador de energa geotrmica. Si desea profundizar al re
visite el siguiente link:http://www.energiaenlinea.com/index.php?option=com_conten=article&id=467:la-energia-geotermica-en-colombia&catid=76ia-noticias-gas-natural&Itemid=549
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La energa solar es la energa obtenida a partir del aprovechamiento de la radiacin electromagntica procedente del Sol.
Energa Solar
Saba usted que. El sol podra suministrar toda la energa quenecesita el planeta, si se supiera almacenar y aprovecharcorrectamente. El sol, de hecho es nuestro astro rey. Si desea conocerms acerca del mismo explore el siguiente documental:
http://www.youtube.com/watch?v=tmiUDiXRhPw
a suministrar toda la energa quepiera almacenar y aprovecharnuestro astro rey. Si desea conoceriguiente documental:
miUDiXRhPw
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La energa solar otovoltaica es un tipo de electricidad renovable obtenida directamente a partir de la radiacin solar mediante un dispositivo semicdenominado clula otovoltaica, o una deposicin de metales sobre un sustrato llamada clula solar de pelcula fna.
Energa fotovoltaica
Saba usted que. La implementacin de paneles fotovoltaicos permite laconservacin del medio ambiente y que el SENA desarrolla constantementeproyectos de energa solar fotovoltaica con los aprendices, para beneficiar a lacomunidad?. Si desea conocer ms al respecto, explore el siguiente video:
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=jjkMMd_nHnc
lementacin de paneles fotovoltaicos permite laiente y que el SENA desarrolla constantementetovoltaica con los aprendices, para beneficiar a lar ms al respecto, explore el siguiente video:
h?feature=player_embedded&v=jjkMMd_nHnc
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Energa obtenida del viento, es decir, la energa cintica generada por efecto de las corrientes de aire.
Energa elica
Saba usted que. Las Islas de San Andrs y Providencia, La Guajira, LosSantanderes, el piedemonte llanero y los alrededores de Villa de Leyva son
zonas en Colombia que esconden un gran potencial de energa elica?. Sidesea conocer ms al respecto, explore el siguiente documento: La energaelica en Colombia: Implicaciones para la transmisin y la operacin:
http://www.lawea.org/foro/presentaciones/Idi_Amin_Isaac_Millan.pdf
s de aire.
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Generacin de energa elctrica
La Energa que se genera luego de la transformacin es energa til o energa elctrica, lista para ser aprovechada por la humanidad en sus actividades diarias.
Energa til
Para reflexionar
Qu sera de la humanidad sin energa elctrica? Cmo se haran los equipos elctricos que se tienen en casa y facilitan la vida decomunidad?
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Energa elctricaEn el proceso de transormacin de una energa primaria a una secundaria o energa elctrica, siempre hay un elemento en comn, ste es el generador. El generador no es ms que un alte
por una turbina, que ser distinta, dependiendo del tipo de energa primaria utilizada. En dichos generadores nace la electricidad potente capaz de iluminar y benefciar comunidades ente
signifca que de otro modo, no se pueda obtener electricidad, ya que la electricidad ha existido desde que existe la materia. Ya los griegos en la antigedad saban que despus de rotar un t
ste atraa objetos ligeros, pero no entendan el porqu. Pues bien, ellos estaban produciendo electricidad por riccin. De este experimento, se derivaron las palabras electrn y electricidad, q
elektron, signifca mbar.
Sin embargo, no todas las materias, como el trozo de mbar y los objetos ligeros se atraen, ya que no todas las materias poseen la propiedad de cargarse de electricidad y, aunque lo h
comportarse de distintas maneras. El siguiente experimento explicar estas dierencias:
Se construye un pndulo con una bolita de mdula de saco y un hilo. Si ahora se le acerca una varilla de mbar previamente cargada de electricidad (por rotamiento), la bolita se acerca a
Pero, en el momento que la varilla toca la bolita, se repelen.
La explicacin es la siguiente:
Inicialmente, la bolita estaba descargada y la varilla cargada. La varilla atrae la bolita (por tener cargas de distinto signo). Cuando se tocan,
parte de la electricidad de la varilla pasa al pndulo cargndolo (ya tienen cargas del mismo signo) y entonces se repelen. Como el pndulo
est cargado, si ahora se le aproxima otra varilla cargada por rotamiento, pero de vidrio, aquel ser atrado hacia sta.
De esta experiencia se deduce:
- Que existen dos tipos de electricidad: La que adquiere el vidrio y la que adquiere el mbar.- Que la electricidad del mismo signo se repele, y de distinto tipo se atrae. Para distinguir estos dos tipos, se les da el nombre de
"positivo" (+) y "negativo" (-).
Experimento tomado de
http://www.tecnologia.maestrojuandeavila.es/temas/elec/elec.htm#que_es_la_electricidad
Lo anterior, conlleva inexorablemente a estudiar el tomo y otros conceptos relacionados con la energa elctrica.
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Energa elctrica
Al tomar un trocito de metal y dividirlo miles y miles de veces, se llega o obtener una molcula de este pedacito de metal, que sigue conservando propiedades fsicas del trocito original. La materia, entonces, est formada por molculas, y sta a su vez, por tomos. El tomo, es por tanto, la parte m
de la materia.
Constitucin del tomo
El tomo es como Un sistema solar, en cuyo centro estara el Ncleo Atmico (elSol) y orbitando a su alrededor los electrones (los planetas). El Ncleo Atmico
est formado por Protones (de carga positiva) y electrones (de carga Negativa, yde masa 1.136 veces menor).
Los Neutrones, que comparten ncleo con los Protones, poseen la misma masaque stos, pero sin carga elctrica.
El Protn: Tiene una Carga Elctrica Positiva.
El Electrn: Posee una Carga Elctrica Negativa.
El tomo
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Energa elctrica
La electricidad
Se puede defnir como un movimiento de electrones que se produce porque stos tratan de alcanzar los protones, que en su desplazamiento puedenenmenos trmicos, luminosos, magnticos y qumicos.
Cuerpo conductor y aislado
Cuando se desarrolla la electricidad en un cuerpo y los eectos slo se manifestan
en el punto tratado, sin extenderse al resto, se dice que el cuerpo es un mal
conductor, aislante o dielctrico. Ejemplos de malos conductores son el vidrio, el
corcho, la madera, la goma, el plstico, el PVC, entre otros.
En cambio, si la electricidad desarrollada en el punto se esparce por
superfcie. Estos cuerpos son llamados buenos conductores de la elec
o simplemente conductores. Ejemplo de stos son: los metales, sobres
por su alta conduccin el cobre, oro y aluminio.
Un cuerpo conductor al ser electrizado conserva indefnidamente esta propiedad mientras no sea unido a tierra. Si por medio de sustancias aislantes se evita que estsuceda, se dice que el conductor est aislado.
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Energa elctrica
La corriente elctrica
Circulacin de cargas o electrones a travs de un circuito elctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de sumfuerza electromotriz (FEM).
La energa elctrica as puesta en movimiento quedar evaluada por la medicin de las siguientes magnitudes.
1. VoltajeLa diferencia de potencial existente entre los dos polos de un genemide en voltios, el aparato con que se efecta la medicin recibe el no
voltmetro.
2. Cantidad de electricidadEl agua transportada por una tubera se mide en litros; del mismo cantidad de corriente elctrica transportada se evala en culombios.
3. Intensidad de electricidadLa intensidad de una corriente elctrica es la cantidad de eletransportada en un segundo, expresada en amperios. El Amperio es de intensidad, que en un segundo transporta un Culombio. El amdesigna por la letra mayscula A y tambin por la letra I. Decir resistencia consume 20 Amperios, equivale a decir que se transpCulombios por segundo y que pasan a travs de esta resistencia. Se
I = 20 A. Finalmente, para medir esta corriente se utilizan los amper
3. Intensidad deelectricidad,
expresada en
Amperios
1. Diferencia de
potencial otensin,medido en
Voltios
2. Cantidad de
electricidad,evaluado enCulombios
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Para fnalizar
En este primer captulo del programa de ormacin, usted ha aprendido la importancia de la energaelctrica. Refexione sobre todos los usos que sta tiene en su comunidad y lo benca que puede seren el desarrollo del sector productivo de Colombia. Adicionalmente, proundice con el material de apoyoreerenciado en las uentes renovables de energa, las cuales estn tomando gran auge en la actualidad
por su sustentabilidad y amigabilidad con el medio ambiente. Asimismo, investigue ms acerca deltomo, la esttica, el magnetismo, y en general todos los conceptos bsicos relacionados con la energaelctrica. De tal orma estar preparado para seguir con la unidad 2 del programa de ormacin, no sinantes realizar las actividades propuestas para la semana y consolidar lo aprendido.
delrgasin
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Generacin de energa elctrica
Generaci n,transformaci nyusodela UNIDAD 1
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Referencias
Buitrago, M.R. (2003). Tecnologa constructiva 3. Envigado: Susaeta Ediciones.
Delage, J.P & Souchon, C. (1996). La energa como tema interdisciplinar de la educacin. UNESCO.
Garca, F.J. (2009). mbito cientfco-tecnolgico. Equipo Editex.
Martnez, A. (1999). Anlisis del binomio Energa - Medio Ambiente. Murcia: Universidad de Castilla de la Mancha.
Roldn, J. (2008). Fuentes de energa. Madrid: Cengage Learning Paranino.
Senner, A. (1994). Principios de electrotecnia. Barcelona: Revert.
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Experto Temtico:Wilmar Martnez Urrutia
Asesor Pedaggico:Mnica Patricia Osorio Martnez
Guionista:Oscar Ivn Pineda Cspedes
Equipo de Diseo:Julin Mauricio Milln BonillaJhonny Ronald Narvez OlarteLeonardo Stiglich CamposGabriel David Surez Vargas
Programador:Diego Rodrguez Ortegn
Lder de Proyecto:Jairo Antonio Castro Casas
Crditos
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